Mikrometer
Bedingt durch den vermehrten Einsatz ungelerne ter Arbeiter in der Fertigung hat man in den letzten Jahren auch in der Messtechnik und insbesondere bei der Herstellung von Messwerkzeugen versucht, die Ablesung der Messinstrumente einfacher zu gestalten, beispielsweise mit Hilfe ziffernmässiger Erfassung.
Es sind denn auch verschiedene Mikrometerausführungen mit ziffermnässiger Messwertanzeige bekannt geworden. Diese weisen jedoch neben ihren Vorteilen gegenüber den normalen Mikrometern eine Reihe von Nachteilen auf, welche u. a. darin liegen, dass sie gewöhnlich mit einem Kleingetriebe versehen sind, welches die Messspindel mit dem Zählwerk verbindet. Derartige Getriebe weisen indessen eine Reibung auf, die von der Grösse der Bewegung abhängt, was der Durchführung einer genauen Messung abträglich ist.
Zählwerkmikrometer besitzen weiterhin den Nachteil, dass die Messspindel und die Anzeigeeinrichtung nicht, wie bei normalen Ausführungen, starr miteinander verbunden sind, so dass bei jeder Messung die Getriebetoleranzen in den Messwert eingehen. Da es sich beim Mikrometer um ein Feinmesswerkzeug handelt, müssen auch die Toleranzen des Kleingetriebes entsprechend klein sein, was natürlich die Produktionskosten wesentlich erhöht.
Die direkt mit Ziffernanzeige versehenen Mikrometer sind im Ablesen der letzten Stelle insbesondere dann mühsam, wenn im Bildfenster nicht eine ganze Zahl entsteht, sondern eine Mittelstellung. Es muss in diesem Falle dem Ablesenden überlassen werden, entweder eine grobe Schätzung anzustellen oder sich für den einen oder andern Ider Zahlenwerte zu entschliessen. Für ungelernte Arbeitskräfte kann daher auch diese Ausführung nicht als genügend narrensicher bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Mikrometers, welcher die vorstehend angeführten Nachteile mindestens teilweise wegschafft.
Der erfindungsgemässe Mikrometer ist gekennzeichnet Iduroh mindestens, zwei auf eine gemeinsame Nullmarke bezogene Skalen, von welchen eine der Feinablesung dient.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht eines Mikrometers in Gebrauchsstellung, mit Zollskala und dem Ablesewert 0,4757 Zoll,
Fig. 2 den Mikrometer nach Fig. 1 mit metrischer Skala, teilweise im Schnitt,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Mir krometers gemäss Fig. 2 in zerlegtem Zustand, die Einzelteile in einbaubereiber Folge.
Der in den Figuren dargestellte Mikrometer besitzt einen Bügel 1 mit einem Bügelhals 2, in welchen eine Hülse 3 eingepresst ist. Der Bügelhals 2 dient der Aufnahme eines Bremsringes 4, um zum Feststellen Bremsstifte 5 radial zu verschieben. Die Hülse 3 ist in ihrem einen Ende als Innenlager 6 und am andern Ende als Aussenlager 7 ausgebildet.
Um die Auflagefläche des Aussenlagers 7 zu verringern, besitzt sie eine Ausnehmung 8.
Das letzterwähnte Hülsenende 9 ist geschlitzt und mit einem Aussengewinde versehen, auf dem eine Spannmutter 10 in Form eines Gewinderinges aufgeschraubt ist. Das Hülsenende 9 besitzt ferner ein Innengewinde 11, das in später erläuterter Weise der Aufnahme einer Messspindel dient. Dessen Steigung beträgt jie nach Skaleneinteilung 1,0 bzw. 0,5 mm oder entsprechende Werte bei andern Messskalen.
Das Hülsenende 9 ist ferner mit einer Ringnute 12 zum Einführen eines Sicherungsringes 13 versehen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Hülse 3 derart abgesetzt, dass sie zwischen ihrem Bunde und dem Bügelhals 2 ein Gehäuse 16 mit einer Rückwand 17 festhalten kann. Dieses Gehäuse 16 wird vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt und mit einem Fenster 18 versehen. Im Gehäuse 16 lagert ferner ein Skalenring mit Innenverzahnung 19, sowie lein Lagerring 20. Auf einer Achse 22 befindet sich ein Ritzel 21, das in die Innenverzahnung indes Skalenringes 19 eingreift und mit dem einen Achsende im Lagerring 20 gelagert ist. Aufliegend auf dem Skalen ring 19 ist ein weiterer als Nullring dienender, mit der Nullmarke 30 versehener Kranz 24 mit einer Innenkerbzahnung 23 vorgesehen, welcher der Aufnahme des andern Endes der Achse 22 des Ritzels 21 dient.
Vorteilhafterweise wind der Lagerring 20 mit dem Nullring 24 einteilig ausgeführt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegt auf dem Grunde des Lagerringes 20 ein Zahnkranz 27 mit einer Innenverzahnung 28 und einer Aussenverzahnung 29. Letztere steht in Eingriff mit dem Ritzel 21, während die Innenverzahnung 28 mit leinem Ritzel 35 kämmt, wie anschliessend näher erläutert ist.
Ein weiterer Zahnkranz 31 mit einer Aussenkerbzahnung, die mit der Innenkerbzahnung 23 des Nullringes 24 übereinstimmt, ist mit einer Innenverzahnung 26 versehen, welche ebenfalls mit dem Ritzel 35 in Eingriff steht.
Die Zähnezahlen der Innenverzahnung 26 und 28 stehen in einem Verhältnis, welches der geforderten Skaleneinteilung entspricht, beispielsweise im Verhältnis 26 : 25.
Im Gehäuse 16 ist weiterhin ein Skalenring 32 vorgesehen, der die Ablesetrommel vervollständigt. Er besitzt einen Bund 33, welcher der Aufnahme einer Ritzelwelle 34 mit dem erwähnten Ritzel 35 dient.
Der Bund 33 geht in eine Hülse 36 über. An der Stirnseite des Skalenringes 32 befindet sich eine Nute 37 zur Aufnahme eines geriffelten Griffes 38. Das Ende der Hülse 36 ist mit Mitnehmernocken 39 versehen
Während der Bügel 1 und die Hülse 3 aus Stahl gefertigt sind, können das Gehäuse 16 mit den Skalenringen 19 und 32 sowie dem Nullring 24 mitsamt den Ritzeln 21 und 35 und der Hülse 36 mit den Nocken 39 aus Kunststoff gefertigt sein, ebenso der geriffelte Griff 38.
Die mit dem Amboss 44 die Messstrecke festlegende Spindel 45 ist teilweise als Gewindezylinder 46 ausgebildet, wobei das Gewinde bezüglich Steigung dem Innengewinde 11 des geschlitzten Hülsenendes 9 entspricht und daher, je nach Messeinteilung, für metrische Skalen normalerweise 0,5 bis 1,0 mm Steigung besitzt. Die Spindel 45 läuft in einen Endkonus 48 mit einem Innengewinde 49 aus, in welches eine Schraube 50 mit einem Endplättchen 51 eingeschraubt werden kann. Die Schraube 50 ist mit einem geriffelten Griff 52 versehen.
Über die durch den Sicherungsring 13 auf dem geschlitzten Hülsenende 9 festgehalten Hülse 36 ist eine zylindrische Klemmbüchse 55 geschoben, die ihrerseits mittels des Bundes 57 und dessen konischer Bohrung 58 mit dem Endkonus 48 rei bungsverbunden ist. Auf diese Art und d Weise ist eine praktisch starre Verbindung zwischen der Spindel 45 und dem Skalenring 32 gewährleistet. Der Bund 57 ist mit einer Vertiefung 59 versehen, in welcher ein durch eine Rasterfeder 60 belasteter Rasterstift 61 ruht, der mit einer Ratschscheibe 66 in Wirkverbindung steht, Idie ihrerseits in einem Endbund 65 einer geriffelten Rastertrommel 64 angeordnet ist.
Während die Spindel 45 sowie die Schraube 50 aus Metall bestehen, können die zylindrische Klemmbüchse 55 und die Rastertrommel 64 ebenfalls aus Kunststoff hergestellt werden.
Ist die Dicke eines Gegenstandes zu bestimmen, so wird der Mikrometer entsprechend der zu messenden Distanz geöffnet, der Gegenstand zwischen Amboss 44 und Spindel 45 gehalten und die Spindel durch Drehen des geriffelten Griffes 38 in entsprechender Richtung gegen Iden Amboss 44 bzw. das Messstück hin bewegt.
Beim eigentlichen Messen wird die Rastertrommel 64 gedreht, wobei deren Drehbewegung über den Rasterstift 61 auf den Bund 57 übertragen wird, welcher einerseits diese Bewegung über den Endkonus 48 direkt auf die Spindel 45 überträgt und sich diese über ihr Gewinde 47 und das Innengewinde 11 des geschlitzten Hülsenendes 9 gegen des Amboss 44 hin verschiebt und anderseits über die Züge und Felder 56 der zylindrischen Klemmhülse 55 die Bewegung auf die MitF nehmernocken 39 Ider Hülse 36 und mithin auf den Skalenring 32 überträgt.
Dieser Skalenring 32 führt damit pro Umdrehung des geriffelten Griffes 38 bzw. der Rastertrommel 64 ebenfalls eine Umdrehung aus, so dass bei Einteilung seines Umfanges in hundert äquidistante Teilstriche bei einer Gewindesteigung des Gewindes 47 von einem Millimeter tdie Distanz zwischen zwei Teilstrichen 1/ioo mm Abstandsunterschied zwischen Amboss 44 und Spindel 45 bedeutet. Dabei kann die jeweilige Drehlage der Rastertrommel 64 bzw. der entsprechende Feinab standsanteil der Spindel 45 vom Amboss 44 mit Hilfe der Nullmarke 30 auf dem Nullring 24 abgelesen werden.
Wird auf diese Weise die Spindel 45 und mit ihr der Skalenring 32 gedreht, so rollt das Planeten- ritzel 35, dessen Welle 34 um die Axe der Spindel 45 eine Planetenbewegung ausführt, auf der Innenverzahnung 26 des feststehenden Zahnkranzes 31 ab. Da dieses Ritzel 35 ebenfalls mit dem drehbeweglich angeordneten Zahnkranz 27 in Eingriff steht und die Zähnezahlen der Innenverzahnungen 26 und 28 sich wie 26 : 25 verhalten, wird der Zahnkranz 27 um den einem Zahn entsprechenden Winkel betrag gedreht, wenn der Skalenring 32 eine vollständige Umdrehung ausgeführt und das Planeten- ritzel 35 einmal auf einem Umlauf der Innenverzahnung des Zahnkranzes 31 abgerollt ist.
Diese Drehbewegung wird vom Zahnkranz 27 über das Ritzel 21 auf den Skalenring 19 übertragen, so dass dieser bei einer Umdrehung der Rastertrommel 64 bzw. des Skalenringes 32 sich um 1/25 einer ganzen Umdrehung dreht, was leiner axialen Verschiebung der Spindel 45 von 1 mm, entsprechend der Steigung des Gewindes 47, entspricht. Der Umfang des Skalenringes 19 ist daher in 25 mit Zahlen markierte Teilstriche eingeteilt, welche den Grobabstand in Millimeter zwischen Spindel 45 und Amboss 44 bezüglich der Nullmarke 30 anzeigen.
Wenn sich das zu messende Stück zwischen Spindel 45 und Amboss 44 befindet und der Widerstand steigt, so tritt die Ratsche in Funktion und die Verbindung zwischen Rastertrommel 64 und Bund 57 wird in bekannter Weise durch den Rasterstift 61 und die Ratschscheibe 66 nach Massgabe der Kraft der Rasterfeder 60 gelöst.
Das Festhalten ider Spindel 45 in einer gewünschten Lage erfolgt mit Hilfe des Bremsringes 4, welcher die Bremsstifte 5 gegen den Hals der Spindel 45 presst und diese damit gegen Verdrehen sichert.
Der beschriebene Mikrometer weist gegenüber den bisher bekannten Mikrometern mit ziffernmä ssiger Anzeige e den Vorteil auf, dass er eine Kombi- nation zwischen ziffernmässiger und bekannter Strichanzeige darstellt, wobei das Ablesen mit Hilfe ; einer gemeinsamen Nullmarke und durch übersicht- liche Darstellung Ider Skalen mit im gemeinsamen Blick liegenden Ablesemarken äusserst einfach und sicher gestaltet wird. Diese Ausführung besitzt weiterhin den Vorteil der Parallaxfreiheit und den Umstand, dass kein die Ablesung verfälschendes Zwischengetriebe eingeschaltet ist.
Die Feinablesung erfolgt über eine praktisch spiellos mit der Spindel gekuppelte Zahlenscheibe, so dass der Abstand zwischen Spindel 45 und Amboss 44 reproduzierbar und immer mit der absolut gleichen Genauigkeit abgelesen werden kann. Es können sich auch keine Reibungseinflüsse bemerkbar machen, da keine Verschiebung von zahlentragen, den Organen im Bereiche der Feinstmessung stattfindet, sondern einzig und allein ein zweiter Skalenring sich bei einer vollständigen Umdrehung der Spindel um l/, seines Umfanges verdreht.
Bei den bekannten Mikrometern mit metrischer Teilung und 0,5 mm Steigung besteht die Gefahr, dass man sich um 0,5 mm täuscht und zu wenig oder zu viel abliest, während bei l-mm-Steigung die Teilung zu fein wird.
Durch die beschriebene Ausführung können diese Schwierigkeiten, welche sehr oft zu Fehimes- sungen führen, nicht mehr auftreten.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des neuen Mikrometers besteht in der direkten Ablesemöglichkeit bei Zoll-Einteilung. Während bisher gemeine Brüche zu addieren waren, können nun die Dezimalstellen direkt chronologisch abgelesen werden.
Da dieses Gerät eine chronologische Ablesung, im vorliegenden Falle von links nach rechts, erlaubt, können auch ungelernte Arbeitskräfte zur Messung mit derartigen Instrumenten zugelassen werden, ohne Befürchtung, untragbare Falschmessungen und damit Ausschussware in Kauf nehmen zu müssen.